Соль (геология) - Saltation (geology)

Соление песка

В геология, сальтация (из латинский скачок, "прыжок") - это особый вид частица транспорт жидкости Такие как ветер или же воды. Это происходит, когда сыпучие материалы удаляются из слоя и переносятся жидкостью перед тем, как вернуться на поверхность. Примеры включают камешек транспорт по рекам, песок дрейфовать по пустыне, почва дует над полями, и снег дрейфовать по гладким поверхностям, например, Арктический или же Канадские прерии.[нужна цитата ]

Процесс

При низких скоростях жидкости сыпучий материал катится вниз по потоку, оставаясь в контакте с поверхностью. Это называется слизняк или же отказ. Здесь силы, оказываемые жидкостью на частицу, достаточны только для того, чтобы катить частицу вокруг точки контакта с поверхностью.

Когда скорость ветра достигает определенного критического значения, называемого влияние или же порог жидкости,[1] силы сопротивления и подъемной силы, оказываемые жидкостью, достаточны для подъема некоторых частиц с поверхности. Эти частицы ускоряются жидкостью и притягиваются вниз под действием силы тяжести, заставляя их двигаться по примерно баллистическим траекториям.[2] Если частица приобрела достаточную скорость за счет ускорения жидкости, она может выброситься или всплеск, другие частицы в сальтации,[3] который распространяет процесс.[4] В зависимости от поверхности частица также может распадаться при ударе или выбрасывать с поверхности более мелкий осадок. В воздухе этот процесс сальтационная бомбардировка создает большую часть пыли в пыльных бурях.[5] В реках этот процесс повторяется постоянно, постепенно размывая русло реки, но также перенося свежий материал из верховьев реки.

Скорость, с которой поток может перемещать частицы путем сальтации, задается Формула Багнольда.

Приостановка обычно влияет на мелкие частицы («маленький» означает ~ 70 микрометры или меньше для частиц в воздухе[5]). Для этих частиц силы вертикального сопротивления из-за турбулентных колебаний в жидкости аналогичны по величине весу частицы. Эти более мелкие частицы переносятся жидкостью во взвешенном состоянии и адвентируются вниз по потоку. Чем меньше размер частицы, тем менее важна сила тяжести, направленная вниз, и тем дольше частица может оставаться во взвешенном состоянии. А забор с отверстиями может уменьшить сальтацию за счет снижения скорости частиц, а песок накапливается на подветренный сторона забора.[6]


Соленый песок дюн в аэродинамической трубе.

Недавнее исследование показало, что скачущие частицы песка создают статическое электрическое поле за счет трения. Солевой песок приобретает отрицательный заряд по отношению к земле, что, в свою очередь, разрыхляет больше частиц песка, которые затем начинают сальто. Было обнаружено, что этот процесс удваивает количество частиц, предсказываемых предыдущей теорией.[7] Это важно в метеорологии, потому что в первую очередь это сальтация частиц песка, которая выбрасывает более мелкие частицы пыли в атмосферу. Частицы пыли и другие аэрозоли, такие как сажа, влияют на количество солнечного света, получаемого атмосферой и землей, и являются ядрами конденсации водяного пара.

Песок, ударяющийся о песок, с большей вероятностью прилипнет песок, ударяющийся о более прочную поверхность, с большей вероятностью будет отскакивать. Эта петля обратной связи способствует накоплению песка и созданию дюны.

Лавины

Слои соли также могут образовываться в лавины.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Багнольд, Ральф (1941). Физика переносимого ветром песка и пустынных дюн. Нью-Йорк: Метуэн. ISBN  0486439313.[страница нужна ]
  2. ^ Кок, Джаспер; Партели, Эрик; Майклс, Тимофей I; Карам, Диана Боу (2012). «Физика песка и пыли, переносимых ветром». Отчеты о достижениях физики. 75 (10): 106901. arXiv:1201.4353. Bibcode:2012RPPh ... 75j6901K. Дои:10.1088/0034-4885/75/10/106901. PMID  22982806.
  3. ^ Райс, М. А .; Willetts, B.B .; Макьюэн, И. К. (1995). «Экспериментальное исследование многокомпонентного выброса зерна, образованного столкновениями сальтирующих зерен с плоским слоем». Седиментология. 42 (4): 695–706. Bibcode:1995Sedim..42..695R. Дои:10.1111 / j.1365-3091.1995.tb00401.x.
  4. ^ Багнольд, Ральф (1941). Физика переносимого ветром песка и пустынных дюн. Нью-Йорк: Метуэн. ISBN  0486439313.
  5. ^ а б Шао, Япин, изд. (2008). Физика и моделирование ветровой эрозии. Гейдельберг: Springer. ISBN  9781402088957.[страница нужна ]
  6. ^ Чжан, Нин; Ли, Сан Джун; Чен, Тин-Го (январь 2015 г.). «Траектории скачущих частиц песка за пористым забором». Геоморфология. 228: 608–616. Дои:10.1016 / j.geomorph.2014.10.028. пористая ветрозащитная решетка эффективно предотвращает дальнейшее образование сальтирующих частиц песка
  7. ^ Electric Sand Findings, Мичиганский университет, 6 января 2008 г.

внешняя ссылка